十大事物你应该知道纳米技术
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5)纳米制造 |
唯一大规模使用纳米制造技术的行业是设备结构达到单纳米尺度的半导体行业化学产业长期以来一直处理纳米粒子和颜料问题,但这一问题更多地落在化学领域而不是纳米制造领域。
源精确制造者 和分子制造者这些视觉范围从微小材料和高效化工生产法等(地平线上已然如此)到分子桌面fabs等不可理喻之事(远至远处)。
有关革命纳米技术的文章几乎总跳过硬部分,即巨大的研究突破 从今日之地 实现应许之地仿佛1903年一些飞行爱好者 Orville Wright首次停飞时 会辩论搭乘600座喷气客机搭乘纽约-东京非停机
纳诺斯科学家今天仍在努力解决非常基本的问题,例如能够控制纳米粒子合成这可能是对纳米技术爱好者的一种冲击, 但即使是完全基础的东西 综合金属纳米粒子今天
纳米粒子合成
布巴在Forrest Gump指出,虾有很多可能性:“你可以烧它,煮它,烧它,烧它,烤它,烤它......有啊菠萝虾、柠檬虾、胡椒虾、虾汤、虾炖、虾沙拉、虾汉堡、虾三明治.有啊单化学处理 加速处理 微模处理 高能球研磨
问题在于,不管选择哪条路线,纳米粒子合成通常是一个相当难处理的过程,需要化学家多技能和专门知识才能获取高质量控制大小和形状粒子。从纳米粒子生产到纳米复杂结构或甚至完全功能化纳米构件制造还有很长的路程
全自动化装配线
词名
制造厂通常装配或多或少完全自动化线段的工业生产设施直至20世纪, 单工或工匠团队通常会单独创建工业产品的每一部分并编集成单项, 修改部件以适应并协同工作!所谓的英语制造系统
亨利福特上演 1907-08开发编程 模型T汽车创新不仅使产业革命,也使我们社会革命,因为它允许大规模生产工业品,成本比以前低得多。组装线核心是一个制造过程,可互换部件相继添加到产品中以创建成品
纳米技术如今几乎都位于Ford编组线前的工业世界 — — 工匠领域而非批量生产领域。
实验室空间加拿大工业材料学院NRC-IMI原型设施
纳米级有不同方法操纵物最常听到的两个概念
自上而下并
自下而上方法论
纳米技术自上而下对自下向上
米开朗基罗
自上而下艺人取出一块大块Carra大理石 历经多年割包后 生成了像David这样的壮观雕像过程期间,他把原块大理石减半原体积并留另一半为废品
纳米技术等效平面图和其他自上而下方法,从取块材料开始清除块块块,直到你得到你想要的形状和大小过程使用(相对多使用)能量、使用(有时剧毒)化学物、产生(往往相当多)废料、需要大量耐用性(这些过程相对慢化)和结果往往相当独特和不易复制
Marble-Michelangelo自上而下方法前后
自下而上方法优雅高效取乐高块选择你需要的形状和大小并-逐个-或多或少搭建或拟用之物手替换机或别组装过程,豆类用原子或分子并有分子组装不幸的是,这种类比过于简单化
令事情更加复杂化,有两种基本不同的自下而上编程方式并在这里产生许多混淆 关于不同纳米技术名词
自组装
自下而上方法自然方式
自组装.自组织过程贯穿自然并包含分子组件(例如蛋白折叠到行星尺度上(例如天气系统)甚至超出范围(例如星系)
自组成受控导编译过程的关键在于设计自组成理想模式和函数所需的组件自组反射信息编码-形状、表面属性、电荷、极分性、磁底片、质量等单片组件特征决定彼此间的交互
微小规模上你甚至不使用自汇编词,而使用化学合成词-过程化学家多年完善共价联结稳定化近似任意配置最多达1000原子大分子、分子聚合物和形式有组织比分子广的事物无法逐字合成自组化策略
源码)
技术可归纳如下:我们不知道为什么某些原子和分子会像他们那样自组装,但一旦我们可以启动并控制过程,我们就可以用它自下而上构建结构-原子逐原子
自组成为纳米技术中特别重要的概念小型化达到纳米级时,传统制造技术失效,因为尚无法搭建机器将纳米级组件编集成功能设备机器人装配器能造纳米化前,自组装和化学合成是开发自下而上制造的必要技术(读取:
分清空白-纳米技术机器人视觉对实验室现实)
开发自然自组技术实战科学 实验中已经发生事实上,它实际上正准备引向实战产品最近的一个实例是IBM宣布自组结构
acrap处理器.
自组化也是纳米技术对化工产生如此深远影响的原因一个例子是大型聚合物用于工业产品(思想塑料)。化学家使用分子自对称模式设计有特定属性的分子结构
等知道某些纳米粒子行为和属性后,你就可以使用知识刻意创建有期望属性的结构一种比水泥混合化学效率高得多的方式 即混合复合物或多或少任意性方式 基于最佳猜想 并查看你得到什么素材
分子汇编
自下而上纳米技术的另一种方式是人之道:分子汇编听似自组化,但概念大相径庭取纳米动画'分子桌面制造生产纳米系统:从模类到超级产品'
即支持者或革命纳米技术提出的愿景:分子汇编成工厂概念、组件线和全部,刚刚降为纳米级自组装概念在此背景中与自复制纳米机相关,即自组装机器但它与自然自组装类型大相径庭
i-超大-捕捉:今日,全分子集成为视觉科学意义上它甚至还不是理论概念
以今日技术能力 最先进自下而上纳米技术 综合化学合成自组但它们已经允许我们小量地完成原子精度制造,这将导致大为改善材料、效率高得多制造过程和全新医疗程序
并还没有看到结束 纳米技术“照自然方式做”最近脱氧核糖核酸纳米技术开发显示,新式集成法适合构建有用的纳米结构脱氧核糖核酸分子可充当精确可控编程脚架,用于组织设计、编译和定性纳米电子装置和传感器中的功能性纳米材料可能我们永远也永远用不着以今日工厂为模型的分子汇编